DE2809848C2

DE2809848C2 - Elektronisch gesteuerte Musternähmaschine mit Fadenspannvorrichtung

Info

Publication number: DE2809848C2
Application number: DE2809848A
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Nakagawa; Hideaki Takenoya; Kazuo Tatanabe; Yoshinobu Hachioji Tokyo Tonomura
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1978-03-07
Publication date: 1983-01-05
Also published as: US4289087A; DE2809848A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch gesteuerte Musternahmaschine mit Fadenspannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Nähmaschinen ist es bekannt (vgl. z. B. US-PS 08 970). die Oberfadenspannung mit einer mechaniichen Justiereinrichtung beispielsweise in Abhängigkeit von der Faden- oder Stoffdicke oder von dem jeweils zu nähenden Zickzack- oder sonstigen Muster auf einen jeweils konstanten Wert einzustellen. Die bekannten mechanischen lustiereinrichtungen eignen sich aber nicht für die modernen elektronisch gesteuerten Nähmaschinen zum Nähen von verschiedenen auswählbaren Mustern, deren Stichkoordinaten sich von Stich zu Stich ändern können (vgl. z. B. Fig. 3) oder auch Geradstiche zwischen Zickzackstichen enthalten können und dann jeweils eine andere Fadenspannung erfordern. Auch war es bisher in der Regel nicht möglich, bei Heftstichen, die in der üblichen Weise nach Anheben des Presserfußes durchgeführt werden^ eine hierfür geeignete Fadenspannung einzustellen. Ähnliches gilt für das Nähen von vergleichsweise dicken Stoffen bei entsprechend weit angehobenem Presserfuß.

Es ist bereits bekannt, einen Oberfadenspanner in Abhängigkeit von bestimmten Bedingungen selbsttätig zu betätigen, nämlich die Fadenspannung sell sttätig zu lösen, wenn z. B. die Fäden am Ende eines Nähzyklus abgeschnitten werden sollen (DE-OS 25 16 639). Zum selbsttätigen Lösen des Oberfadenspanners kann bekanntlich ein mit der einen Scheibe einer Klemmscheibenspanneinrichtung verbundener Tauchankermagnet dienen (DE-OS 17 60 312). Die Einregelung der Spannkraft erfolgt aber auch in diesen Fällen mechanisch von Hand

Eine elektronisch gesteuerte Nähmaschine mit einem digitale Steuerdaten für auswählbare Muster liefernden Speicher ist aus der DE-OS 24 30 845 bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronisch gesteuerte Musternähmaschine mit Fadenspannvorrichtung zu schaffen, bei der die Fadenspannung nicht nur um einen Wert geändert (z. B. am Ende eines Nähzyklus gelöst), sondern in einem weiteren Wertebereich schnell und genau an die sich ändernden Bedingungen angepaßt werden kann, die sich beim Nähen der verschiedenen Zickzack- oder sonstigen Muster ergeben.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

An verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Fadenspannvorrichtung;

Fig. 2 einen Teil einer Nähmaschine mit einer Fadenspannvorrichtung gemäß F i g. 1;

F i g. 3 ein Zickzack-Muster;

F i g. 4 eine Steuerschaltung für die Fadenspannvorrichtung:

F i g. 5 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Fadenspannvorrichtung; und

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Steueranordnung zum Berücksichtigen von Fadendicke und/oder Stoffdicke.

Die in F i g. I und 2 gezeigte Fadenspannvorrichtung hat einen Elektromagnet 1 vom Tauchankertyp, dessen eine Magnttspuk 10 enthaltende Haltevorrichtung 2 an einem Arm 3 der Nähmaschine befestigt ist. Mit 4 und 5 sind Fadenspann- oder Klemmscheiben bezeichnet, welche /wischen einer Abstützplatte 7 und einer Preßplatte 8 auf einem Abschnitt 6' kleineren Durchmessers des kolbenförmigen Tauchankers 6 des Elektromagneten 1 derart gehalten werden, daß die Klemmscheiben 4, 5 axial zwischen der Haltevorrichtung 2 und dem Arm 3 bewegbar sind. Mit Hilfe einer Anschlagvorrichtung 9 begrenzt die Preßplatte 8 eine axiale Bewegung des Abschnitts 6'. Die Anschlagvorrichtung 9 ist in einer solchen Position auf dem Abschnitt 6' festgeschraubt, daß die Klemmscheiben 4,5 nicht zwischen der Anschlagvorrichtung 9 und einem Abschnitt 6" größeren Durchmessers festgeklemmt sind. Wenn der Elektromagnet 1 bei Erregung die Klemmscheiben 4, 5 zwischen den Platten 7 und 8 zusammendrückt, bleibt am vorderen Ende des Tauchankers 6 ein Restspielraum RS. der mit Hilfe der

Anschlagvorrichtung 9 einstellbar ist Beispielsweise hat eine Vergrößerung des Restspielraums HS bei gegebener Erregung eine Verringerung der die Klemmscheiben 4, 5 beaufschlagenden Kraft zur Folge. Der Elektromagnet 1 ist so ausgebildet, daß zur Erleichterung der Justierung die Anziehkraft sich bet Änderungen des Restspielraums RS nur mäßig ändert. Ein besonderer Vorteil des Elektromagneten ist seine geringe Zeitkonstante von beispielsweise 0,5 ms.

In Fig.2 sind Schallteile eier Nähmaschine zum Steuern der Fadenspannvorrichtung gemäß F i g. t dargp~.e!'< Ein Druckhebel ti ist vertikal um einen LageraDschnitt einer Anlenkschraube 12 drehbar. Mit

13 ist ein Schalter, z. B. ein Mikroschalter oder statt dessen ein einpoliger Umschalter mit einem Betätigungsknopf 15 bezeichnet, welcher von einem Nocken

14 des Druckhebels 11 betätigbar bzw. umschaltbar ist. Eine Presserstange 11', welche an ihrem unteren Ende mit dem (nicht gezeigten) Stoffpresserfuß versehen ist, kann in Vertikalrichtung zusammen mit der Drehung des Druckhebels 11 bewegt werden. Der Schalter 13 kann also durch die vertikale Bewegung der Presserstange 11' betätigt werden.

In der Steuerschaltung nach Fig.4 liefer, eine elektronische Speichereinheit 39 pro Umdrehung der Nähmaschinenwelle binäre Mustersteuersignale sowie Fadenspannungssteuersignale, welche mit den Mustersteuersignalen in bestimmter Beziehung stehen oder aus ihnen abgeleitet werden können. Als Mustersteuersignal dienen ein Nadelamplitudensignal aus 4 Bits an Ausgängen 40 und ein Stoffvorschubsignal aus ebenfalls 4 Bits an Ausgängen 41, die in an sich bekannter Weise einen Nadelantrieb 42 bzw. einen Stoffschieberantrieb 43 steuern. Die Ausgänge 44, 45 für die Fadenspannungssteuersignale sind mit einem Pol des Schalters 13 (vgl. F i g. 2), der hier ein üblicher Mikroschalter ist, über einen Widerstand 46 bzw. über einen Widerstand 47. der den doppelten Widerstandswert des Widerstands 46 hat, verbunden. Dieser Pol des Schalters 13 ist durch eine Gleichspannung Vo über einen Widerstand 48 vorgespannt. Die Signale an den Ausgängen 44, 45 können wahlweise die Gleichspannung Vd wirksam und unwirksam machen. Da der andere Pol des Schalters 13 über ein Potentiometer 49 mit Masse verbunden ist. bildet er bei seiner Betätigung einen Binärcode mit den 2 Bits entsprechenden Signalen der Ausgänge 44, 45. Dadurch wird ein auf einen gewünschten Wert vorgespannte* Signal erzeugt.

Mit dem Potentiometer 49 kann das Signal des Schalters 13 manuell proportional vergrößert oder verkleinert werden. Diese manuelle Steuerung erfolgt vor dem Erzeugen von Stichen zur Berücksichtigung der Dicke des Fadens, der Art des Stoffs und dgl. An den Abgriff des Potentiometers 44 ist der positive Eingang eines Rechen- oder Operationsverstärkers 50 angeschlossen, dessen Ausgang mit der Basis eines Transistors 51 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 51 liegt an der Spannungswelle + V, während der Emitter über den Elektromagnet 1 und über einen Widerstand 52 an Masse geschaltet ist. Die Verbindungsstelle zwischen dem Elektromagnet t und dem Widerstand 52 ist mit dem negativen (inversen) Eingang des Operationsverstärkers 50 verbunden, um eine Rückkopplungsschaltung zu bilden. Der Widerstand 52 mißt jeweils den Magnetstrom und hält ihn konstant in Abhängigkeit von den digitalen (binären) Steuersignalen fürdpr. Elektromagnet 1.

Wenn bei dieser Ausluhrungsform der Erfindung z. B.

ein pfeilkopfförmiges Muster ecmäß F i g, 3 ausgewählt wird, erscheinen an den Abgängen 40, 4t der Speichereinheit 39 die hierfür erforderlichen Mustersteuersignale. Wenn die Stic.c Nr. 1...? raw. gemäß s F i t>. 3 erzeugt werden, wird bei jedem Stich schrittweise durch das FadenspannungssteuersignaJ bzw. die binären Steuersignale von den Ausgängen 44, 55 der Strom des Elektromagneten t und damit die Spannung des Oberfadens verringert- Das Potentionüter 49 wird

to vor dem Erzeugen von Stichen nur einmal zur Berücksichtigung des jeweiligen Fadens und Stoffes eingestellt. Wenn der Druekhebei 34 nach oben gedruckt wird, kann der Magnetstrom und somit die Fadenspannung zu Null gemacht werden. Bei manueller Steuerung des Stoffvorschubs wie z. B. bei Geradstichen ohne Steuerung durch gespeicherte Mustersteuerdaten kann die Fadenspannung mit dem Potentiometer 49 unter Beachtung einer zugehörigen Skala oder u. U. auch durch Verstellen beispielsweise d-κ Widerstands 48, dem eine Stoffvorschubskala zugeordnet werden kann, von Hand eingestellt werden.

Bei der zweiten Ausführungsform ein·" Fadenspannvorrichtung gemäß F i g. 5 treibt ein reversibler Motor 53 eine Welle 54, die in ihrem mittleren Bereich einen Gewindeabschnitt 54a hat. Auf den Gewindeabschnitt 54a der Welle 54 ist ein Lager 55 für eine Druckfeder 56 aufgeschraubt, welches nur längs der Welle 54 je nach deren Drenung nach rechts oder links bewegbar ist. An dem dem Motor 53 gegenüberliegenden Ende der Welle 54 sind zwei Fadenspann- oder Klemmscheiben 57 angeordnet Die Druckfeder 56 ist zwischen dem Lager 55 und der einen Klemmscheibe 57 eingespannt, so daß die Fadenspannung entsprechend der Stellung des Gewindeabschnitts 54a mit Bezug auf das Lager 55 änderbar ist

Zwischen der anderen Klemmscheibe 57 und einem benachbarten Teil des Maschinenrahmens ist eine Kraftmeßdose 58 angeordnet, die mit einem Drucksensor 59 wie beispielsweise einem Dehnungsmeßstreifen den Druck der Klemmscheiben 57 messen kann.

Mit der in Fig. 6 dargestellten Schaltung kann selbsttätig der jeweils günstigste Druck der Klemmscheibe 57 eingestellt werden. Der Drucksensor 59 erzeugt ein dem gemessenen Druck und somit dem Istwert der Fadenspannung entsprechendes Signal, das übet· einen Verstärker 60 an den einen Eingang einer Vergleichsschaltung 61 gelegt wird. Mit 62 ist sine Schaltung bezeichnet, die der Stoff- und/oder Fadendikke und ggf. weiteren zu berücksichtigenden Stichbedin-

so gungen entsprechende Signale erzeugt, während eine weitere Schaltung 63 gespeicherte Informationen über bei jedem Stichmuster jeweils erforderliche Fadenspannwerte liefern kann. Aus diesen Signalen bzw. Informationen bestimmt ein Rechenwerk 64 den genau erforderlichen Druck der Klemmscheiben 57. Der von dem Rechenwerk 64 erzeugte Druckwert in Form eines binären Steuersignals wird von einem D/A-Wandler 05 in ein Analogsignal umgewandelt welches als Vergleichsoder Sollsignal der Vergleichsschaltung 61 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Vergleichs schaltung 61 bewirk" über eine Steuereinheit 66 eine derartige Drehung des reversiblen Motors 53 nach Richtung und Betrag, daß die Abweichung zwischen lst- und Sollwert zu Null und der jeweils richtige Drdckwert eingeregelt wird. Mit einer manuellen Steuereinrichtung 67 kann der Analogwert des B/A-Wandlers 65 verändert wurden.

Wie in F i g. 5 angedeutet ist, kann gemäß einer

anderen Ausführungsforni auch ein Potentiometer 100 /um Erzeugen des Rückkopplungssignals, also des .Steuereingangssignals der Vergleichsschaltung 61 entsprechend der Drehphase des Motors 53 vorgesehen sein. Das externe Signal der Schaltung 62 und das gespeicherte Signal der Schaltung 63 bestimmen dann die jeweils optimale Drehstellung des Motors. Eine direkte Dnickmessung hat allerdings den Vorteil, daß mechanische Toleranzen, wie z. B. Änderungen der Spannfederkraft ohne Einfluß bleiben.

Wenn bei Verwendung der hier beschriebenen Steueranordnung der Druckhebel 11 (Fig. 2) nach unten in die S'.offanpreUstellung geschwenkt wird, kann man auch die jeweils richtige Fadenspannung für Geradstiche einstellen, so daß z. B. bei dickem Stoff die Fadenspannung nicht /u gering ist. Wenn der Druckhebel nach oben geschwenkt wird, kann der Oberfaden entlastet und. falls nötig, auf einen gewünschten Wert einjustiert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Elektronisch gesteuerte Musternähmaschine mit Fadenspannvorrichtung, die in einem Speicher auswählbaren Stickmustern entsprechende binäre Stjchsteuerdaten enthält, mit de«en die Nadelbewegung und der Stoffvorschub synchron mit der Drehung der Antriebswelle der Maschine steuerbar sind, mit einer mit der Fadenspannvorrichtung verbundenen Antriebseinrichtung, der ein Steuerschaltwerk zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an Ausgänge (44, 45) des Steuerschaltwerks (39; 64) eine Umformungsschaltung (46—52; 61, 65) angeschlossen ist, welche die binären Steuersignale in ein Stromsteuersigna] für _/5 die elektrische Antriebseinrichtung (1; 53) der Fadenspannvorrichtung umwandelt; und daß die Umformungsschaltung (46—52; 61,65) durch ein der jeweils eingestellten Fadenspannung entsprechendes Rückkopplungssignal gesteuert ist

2. Elek. .ronisch gesteuerte Musternähmaschine mit Fadenspannvorrichtung iwch Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungsschaltung (46—52) einen Operationsverstärker (50) enthält, dessen analoges Stromsteuersignal mittels eines Transistors (51) den Stromkreis der durch einen Elektromagneten (1) gebildeten Antriebseinrichtung steuert, daß an einen Eingang des Operationsverstärkers (50) ein Potentiometer (49) angeschlossen ist, mit dem die automatisch eingeregelte Fadenspannung von Hand justierbar ist. und daß ein Seither (13) vorgesehen ist, der von einem mit dem Presserfuß der Nähmaschine verbundenen Hebel (11) betätigbar ist. nat dem die Fadenspannung auf einen vorgebbaren Wert änderbar ist

3. Elektronisch gesteuerte Musternähmaschine mit Fadenspannvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsteuersignal der Umformungsschaltung (61,65) die Drehrichtung und den Drehungsbetrag eines Motors (53) steuert. dessen Welle ein Lager (55) einer gegen Klemmscheiben (57) der Fadenspannvorrichtung gedrückten Druckfeder (56) verschiebt, und daß das Rückkopplungssignal von einer die Klemmscheiben (57) auf der der Druckfeder (56) gegenüberliegenden Seite abstützenden Kraftmeßdose (58) oder von einem mit der Wellendrehung des Motors (53) verstellbaren Potentiometer (100) erzeugt wird.